Si l’astrophotographie moderne excelle dans la production d’images esthétiques, l’astronomie amateur permet aujourd’hui de s’engager dans une démarche scientifique captivante.
La mise en évidence des transits d’exoplanètes, le suivi des étoiles variables ou l’étude des astéroïdes peuvent se réaliser simplement via l’utilisation d’une technique : la photométrie d’ouverture. Pour mener à bien ces analyses, le milieu académique comme les observateurs chevronnés s’appuient massivement sur un outil de référence gratuit et open-source : AstroImageJ que l’on appelle aussi AIJ.
C’est au cours de mon cursus au sein du DUAO (Diplôme Universitaire d’Astronomie d’Observation) à l’Université Côte d’Azur que j’ai découvert ce logiciel. J’ai immédiatement apprécié la puissance de cet outil, capable de pousser l’analyse de données à un niveau remarquable. Derrière son interface qui peut sembler austère au premier abord, il recèle de fonctionnalités formidables — parfois bien cachées dans les sous-menus — qui facilitent grandement la vie de l’observateur une fois qu’on les maîtrise.
Parce que ce logiciel mérite que l’on s’y attarde, j’ai choisi de mettre à disposition de la communauté ce grand tutoriel complet. Ce guide a pour but de lever les zones d’ombre, de vous révéler les options les plus utiles du programme et de vous accompagner pas-à-pas, depuis la configuration de votre environnement de travail jusqu’à l’extraction de vos premières courbes de lumière.
Que vous disposiez d’une configuration légère ou d’un observatoire automatisé, vous trouverez ici toutes les clés pour exploiter pleinement le potentiel scientifique de vos images.
🚧 Note de mise à jour : Ce grand guide pratique est un article évolutif. Il s’enrichira régulièrement de nouvelles sections (réduction de données, traitement des fichiers FIT, création des courbes de lumière…). Aujourd’hui, je pose les bases indispensables avec la mise en place de l’environnement. N’hésite pas à mettre cette page dans tes favoris pour suivre la suite !
Table des matières
- 1. Historique du logiciel AstroImageJ
- 2. Installation de AstroImageJ
- 3. Opérations simples à effectuer avec AstroImageJ
1. Historique du logiciel AstroImageJ
AstroImageJ est issu du logiciel appelé « ImageJ » (libre et open source) qui a été développé à la fin des années 1990 pour le domaine médical. C’est un logiciel libre, développé en Java et multi-plateformes. Ses capacités en traitement d’images sont reconnues mondialement et en font un outil de référence dans le domaine des sciences du vivant. Son principe de plugins lui permet d’étendre ses possibilités ce qui en fait un outil très puissant.
AstroImageJ , que j’appellerai souvent « AIJ« , découle donc de cet outil et offre aux astronomes professionnels un outil puissant d’analyse de données scientifiques. L’adaptation a été menée par Karen Collins, astronome de l’Université de Louisville aux États-Unis.
AIJ est particulièrement optimisé pour la photométrie. Il est donc particulièrement bien adapté pour traiter vos images, produire des courbes de lumière et vous guider dans vos analyses
Il s’adapte donc particulièrement bien aux domaine d’étude suivants :
- Les transits exoplanétaires
- L’étude d’astéroïdes
- La recherche et la caractérisation d’étoiles variables
En plus du traitement d’images classique et de la réduction de données (correction des darks, flats, offsets), le logiciel dispose d’outils mathématiques intégrés très puissants. Il est par exemple capable d’ajuster des modèles mathématiques sur tes courbes pour en déduire des caractéristiques astrophysiques directes (comme la période de rotation d’une exoplanète autour de son étoile hôte).
Autre fonctionnalité recherchée, il fait le pont avec le site astrometry.net ce qui lui permet de résoudre astrométriquement les champs d’étoiles que vous étudiez.
Cet outil est donc un condensé génial de divers outils permettant d’exploiter rapidement des images de science.
Bonne nouvelle : bien qu’utilisé par les professionnels, AstroImageJ est totalement gratuit et accessible aux astronomes amateurs ! C’est d’ailleurs l’outil de référence pour les collaborations Pro-Am. Tu trouveras d’innombrables publications scientifiques internationales dont les analyses et les données physiques reposent entièrement sur ce logiciel.
2. Installation de AstroImageJ
AstroImageJ est multi-plateforme et peut être installé à la fois sur Linux, Windows et Mac OS. Cette installation est très rapide.
Historiquement , un site universitaire hébergeait le programme d’installation. Il existe toujours : https://www.astro.louisville.edu/software/astroimagej/ mais il a été remplacé par un site plus récent.
AstroimageJ dispose désormais de son propre lien d’accès : https://astroimagej.com/
Cliquez sur le bouton « Download« . Vous arriverez alors sur les choix pour le téléchargement comme ci-dessous :
Pour l’installation Windows, cliquez sur le lien proposé : « Download AstroImageJ XXX for Windows« . AstroImageJ est un logiciel qui connait souvent des mises à jour, sa version évoluera régulièrement. A la fin du téléchargement, vous obtiendrez un fichier « .msi » qui sera à exécuter.
Lancez l’installation en double-cliquant sur cet exécutable (acceptez l’installation).
Pour commencer, cliquez sur le bouton « Next » lors du lancement de l’installateur :
De manière assez classique, il vous est ensuite proposé d’accepter les conditions générales d’utilisation :
Laissez le chemin d’installation par défaut ou sélectionnez en un précisément :
Enfin, acceptez la création de raccourcis, ils vous seront utiles par la suite :
Enfin, confirmez l’installation d’AstroImageJ :
Une barre de progression va apparaître et va peu à peu défiler :
Enfin, validez la dernière fenêtre :
A ce stade, l’installation est finie, toutes les fenêtres sont fermées. Lancez AstroImageJ depuis le raccourci mis en place sur votre bureau :
Si tout s’est bien passé, vous obtiendrez une petite fenêtre comme ci-dessous :
3. Opérations simples à effectuer avec AstroImageJ
3.1 Ouverture d’une seule image et consultation
Afin d’ouvrir une image dans AstroImageJ, cliquez sur le menu « File » puis le sous-menu « Open…« . Sélectionnez un fichier « .fits ».
Intermède technique : Qu’est-ce qu’un fichier FITS ?
En astronomie scientifique, on n’utilise ni le JPEG ni le PNG. Le format universellement reconnu est le FITS (pour Flexible Image Transport System). Contrairement à une photo classique qui compresse et dégrade les données pour qu’elles soient jolies à l’œil, un fichier FITS est un format « brut » non compressé qui stocke la valeur scientifique exacte de chaque pixel capturé par votre capteur.
Mais sa vraie magie réside dans son architecture. Un fichier FITS se compose de deux parties :
- L’image brute : La matrice de pixels contenant les données scientifiques.
- L’en-tête (Le Header) : Un fichier tabulaire invisible directement lié à l’image. C’est une véritable carte d’identité qui contient toutes les métadonnées de votre prise de vue : la date et l’heure ultra-précises de l’acquisition, le temps de pose, la température du capteur, le nom de l’objet ciblé, et parfois même les coordonnées célestes (AD/DEC) si ta monture est synchronisée.
C’est cet en-tête ultra-complet que AstroImageJ va lire et analyser pour calculer les courbes de lumière avec une précision chirurgicale.
Pour ce premier test, nous allons charger un fichier brut empilé par l’eVscope, généralement nommé XXX_StackInput.fits. Dans l’exemple ci-dessous, j’utilise une acquisition représentant la magnifique galaxie du Moulinet (M101).
À l’ouverture, l’image s’affiche en noir et blanc et présente une fine « grille » de pixels en zoomant : c’est l’image bayerisée.
Le capteur de l’eVscope est un capteur couleur, mais il capture la lumière à travers une mosaïque de petits filtres (Rouge, Vert, Bleu). AstroImageJ nous montre ici la valeur brute de chaque pixel sans modification. C’est le mode idéal pour l’analyse scientifique.
Vous obtenez une fenêtre comme ci-dessous :
En-dessous du menu, vous avez une zone qui indique le nom de l’image, sa taille (2088 pixels x 1536 pixels dans l’exemple). Vous retrouvez également son encodage (16 bits) et sa taille (6.1Mo) :
L’indication « No WCS » indique simplement que cette image ne dispose pas des informations permettant de lier les coordonnées équatoriales (ascension droite/déclinaison) à chaque pixel. Cela peut se faire avec AstroImageJ dans un second temps.
Le « WCS » (pour « World Coordinate Systems« ) est un système permettant de décrire les transformations nécessaires entre plusieurs repères. Dans notre cas, il s’agit de la possibilité de lier des pixels (positions X,Y) à des coordonnées équatoriales.
Dans la partie inférieure, vous disposez de 9 informations :
- ImageJ X : la position en X dans le repère AstroImageJ
- ImageJ Y : la position en Y dans le repère AstroImageJ
- Value : La valeur du pixel à l’endroit de votre curseur
- RA : ascension droite (vide si « No WCS »)
- DEC : déclinaison (vide si « No WCS »)
- Peak : valeur maximum autour de votre curseur
- FITS X : position en X dans le repère de l’image au format FITS standard
- FITS Y : position en Y dans le repère de l’image au format FITS standard
- Int Cnts : somme de l’ensemble des pixels positionnés sous les ouvertures
Comme on peut le voir, AstroImageJ affiche une image en niveaux de gris et présente une fine « grille » de pixels en zoomant : c’est l’image bayerisée.
Le capteur de l’eVscope est un capteur couleur, mais il capture la lumière à travers une mosaïque de petits filtres (Rouge, Vert, Bleu). AstroImageJ te montre ici la valeur brute de chaque pixel sans modification. C’est le mode idéal pour l’analyse scientifique.
Si vous travaillez avec un capteur monochrome et ses filtres sur vos optiques, vous n’aurez pas cet effet.
J’espère que ce nouveau contenu (qui s’enrichira très vite de prochaines étapes !) vous sera utile pour tes prochaines sessions d’observation, pour l’analyse, le traitement de tes données ou encore votre culture personnelle. N’hésitez pas à laisser vos questions en commentaire !
